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3D 打印工作原理及操生成“捏牙膏的方
法”。在这个步骤里，3 维数据被解析成一层层面，面被解析成一条
条线。线被解析成一条条的 G 代码。这里的解析方法可以有开源社区
提供。比较出名的有 replicatorg 项目。
这里也稍微简介一下 G 代码：G 代码是用来控制机械加工***（喷
嘴）运动的代码。比如说，让***（喷嘴）从当前这个点以最快速方
法运动到（0，0，10）这个坐标点。其代码就是 G90G00 X0 Y0Z10。
这条代码中，G90 表示后面的坐标使用绝对坐标格式，G00 表示快速移动操作，X0 表示目的坐标的 X 轴坐标为 0，Y0 表示目的坐标的 Y
轴坐标为 0，Z10 表示目的坐标的 Z 轴坐标为 10。当然 G 代码不仅仅
只有这一条指令。这里只是举个例子来说明 G 代码的功能。
2、能够解析 G 代码的机器。通过第 1 个技术手段，我们有 G 代
码。接下来就需要一台能够“读懂”G 代码的机器。要实现 G 代码的
机器，技术关键在插补算法。所谓的插补算法实际上就是让***能够
精确的按照指令走。为了说明插补算法的功能，这里再介绍一条简单
的 G 代码：G90G01 X10 Y10 Z10 F100。这条代码中，G90 表示采用
绝对坐标格式，G01 表示直线运动，X0Y0Z10 表示目的坐标为（10，
10，10），F100 表示移动速度为 100 个单位每分钟（单位可通过 G20/G21
指令来设置成毫米/英寸）。要控制***（喷嘴）走直线就和简单的
控制***移动到目的地不一样的了。它不仅仅要控制结果，还要控制
过程。它需要***（喷嘴）在三个坐标轴上的速度的合速度能够一直
在指定的直线上。当然更复杂一点的，还要求插补算法能够实现 G 语
言的 G02，G03 指令。这两条指令是控制***（喷嘴）画（逆时针/
顺时针）圆。
简单的说，需要有台机器，能够严格的实现G 代码的指令。能够
读了 G 代码后，再控制电机（通常是步进电机）来实现***（喷嘴）
的运动。
3、能够稳定喷材料的喷嘴。事实上，这是从物理上实现 3D 打印
的关键技术。市场上常见的喷嘴是由带尖的金属喷嘴，热传感器，加
热电阻和一个步进电机组成的。加热电阻和热传感器用来控制金属喷嘴的温度。步进电机用来提供材料的进给。喷嘴口的直径很有讲究。
它喷出来的材料直径直接影响到打印精度（每一层的厚度）。
4、介绍到这里，FDM 式 3D 打印机已经差不多了。它不复杂，实
现上述三个技术，就可以做出一台 3D 打印机。但是，这里不得不提
出工程上的一个观点：做出一个东西和做好一个东西是完全不同的概
念。一个好的机器，一定是集成各种优化设计于一体的机器。它的关
键结构都要么是经验丰富的设计人员总结而设计的，要么是经验不丰
富的设计人员通过严格的计算校和做出来的。拥有了以上三项技术，
或许你可以制作一台 3D 打印机，但不一定能做好一台 3D 打印机。
第二部分：FDM 式 3D 打印机的硬件和软件操作
任何一台机器都有它们自己的“脾气”。一台机器对于一个工
人，就如一杆枪对于一个士兵一样。一个优秀的狙击手能做到枪人合
一，就是充分的了解了手中这把枪。枪也是机器，虽然这些枪有着同
样的型号，但是细节都不会一模一样的。对于追求精度的狙击手而言，
这些小细节都特别重要。同样，对于 3D 打印机这样追求精度至少应
该在零点几毫米一下的机器而言，也需要操作它的人注意各种细节问
题。下面先从 3D 打印机的硬件说起。
1、温度控制